Получив право на строительство в 1804 году, Одесса стала третьим городом в Российской империи со своим стационарным репертуарным театром после Москвы и Санкт-Петербурга. Впервые Одесская опера открыла свои двери в феврале 1810 года. Автором проекта стал работавший в российской столице архитектор из Франции Тома де Томон. Впоследствии были обнаружены недостатки проекта, исправить которые пытались с помощью перестроек в 1820—1822, 1831—1833, 1836, 1857 и 1872 годах.
К сожалению, первое здание до наших времён не сохранилось – оно просуществовало 63 года и было уничтожено пожаром в 1873 году, всего через пару дней после завершения очередной перестройки. Свой современный вид театр обрёл в 1887 году благодаря архитекторам Фердинанду Фельнеру и Герману Гельмеру, которые уже имели аналогичный опыт в ряде европейских городов. На смену классическому облику с фронтоном и портиком коринфского ордера пришло новое венское барокко с интерьером, стилизованным под французское рококо.
На строительство ушло всего три года, при этом самих архитекторов в это время в городе не было – они просто передали строителям всю необходимую документацию. Ещё один пожар возник в театре в 1925 году – тогда выгорела сцена, а также был повреждён зал, декорации и костюмы. В конце Великой Отечественной войны здание намеревались взорвать отступавшие немецкие войска, однако этого не случилось. Поговаривают, что театр спасла прима-балерина, в которую влюбился один немецкий офицер.
В середине прошлого века выяснилось, что здание оседает, обнаружились трещины в несущих конструкциях. Тогда для борьбы с оползнями и грунтовыми водами под основание закачали шесть миллионов литров жидкого стекла. Реконструкция затронула и интерьер театра – суммарно на работы было потрачено около четырёх миллионов советских рублей. Однако укрепительные работы только замедлили начавшееся оседание строения. В 1990-х состояние здания было плачевным, поэтому Кабмин Украины выделил средства на капитальный ремонт.
В 1996-2007 годах фундамент театра был заново укреплён – в этот раз использовали 1800 свай, забитых на глубину от 14 до 18 метров. Также реставрировали фасад, перекрыли крышу, обновили световое и звуковое оборудование, систему противопожарного обеспечения, отопление, установили кондиционеры, современный режиссёрский пульт, систему освещения и много другого оборудования. Помимо выделенных государством средств этому поспособствовали одесские предприятия, общественные организации, меценаты, предприниматели и простые одесситы.
В своё время в Одесском оперном театре танцевали Анна Павлова и Айседора Дункан, звучали голоса Энрико Карузо, Фёдора Шаляпина и Леонида Собинова, дирижировали Пётр Чайковский и Сергей Рахманинов.
Однако и в наши дни Оперный театр также остаётся в центре важнейших культурных событий города.
